Efficient Optimization Algorithms for Nonlinear Data Analysis

Identification of low-dimensional structures and main sources of variation from multivariate data are fundamental tasks in data analysis. Many methods aimed at these tasks involve solution of an optimization problem. Thus, the objective of this thesis is to develop computationally efficient and theoretically justified methods for solving such problems. Most of the thesis is based on a statistical model, where ridges of the density estimated from the data are considered as relevant features. Finding ridges, that are generalized maxima, necessitates development of advanced optimization methods. An efficient and convergent trust region Newton method for projecting a point onto a ridge of the underlying density is developed for this purpose. The method is utilized in a differential equation-based approach for tracing ridges and computing projection coordinates along them. The density estimation is done nonparametrically by using Gaussian kernels. This allows application of ridge-based methods with only mild assumptions on the underlying structure of the data. The statistical model and the ridge finding methods are adapted to two different applications. The first one is extraction of curvilinear structures from noisy data mixed with background clutter. The second one is a novel nonlinear generalization of principal component analysis (PCA) and its extension to time series data. The methods have a wide range of potential applications, where most of the earlier approaches are inadequate. Examples include identification of faults from seismic data and identification of filaments from cosmological data. Applicability of the nonlinear PCA to climate analysis and reconstruction of periodic patterns from noisy time series data are also demonstrated. Other contributions of the thesis include development of an efficient semidefinite optimization method for embedding graphs into the Euclidean space. The method produces structure-preserving embeddings that maximize interpoint distances. It is primarily developed for dimensionality reduction, but has also potential applications in graph theory and various areas of physics, chemistry and engineering. Asymptotic behaviour of ridges and maxima of Gaussian kernel densities is also investigated when the kernel bandwidth approaches infinity. The results are applied to the nonlinear PCA and to finding significant maxima of such densities, which is a typical problem in visual object tracking.

Teollinen internet uuden liiketoiminnan katalysaattorina

TIIVISTELMÄ Lappeenrannan teknillinen yliopisto Teknistaloudellinen tiedekunta Tuotantotalouden koulutusohjelma Seppo Kuittinen Teollinen Internet uuden liiketoiminnan katalysaattorina Case CGI Diplomityö 2015 78 sivua, 33 kuvaa, 1 taulukko, 1 liite Työn tarkastajat: Professori Timo Pihkala Tutkijatohtori Marita Rautiainen Hakusanat: teollinen internet, IoT, kehittynyt analytiikka, sensorit Keywords: Industrial internet, IoT, advanced analytics, sencors Tämän työn tarkoituksena on tutkia asiakaskyselyn avulla luoko teollinen internet case yritykselle uutta ohjelmisto- tai palveluliiketoimintaa. Case yritys valitsi omasta asiakaskunnastaan 15 kohdeasiakasta, joille kysely lähetettiin. Vastauksista käy ilmi, että asiakaskunnassa on näkemys siitä, mitä teollinen internet on. Nykyisten ratkaisujen ei nähdä ratkaisevan kaikkia teollisen internetin mukanaan tuomia ongelmia. Ongelmaksi koetaan sensoridatan analysointi, jonka ei vielä katsota olevan riittävän kehittynyttä ja luotettavaa. Kyselystä voidaan päätellä, ettei mitään räjähtävää kasvua ole odotettavissa lähiaikoina. Teollinen internet tulee olemaan osa yritysten liiketoimintaa, mutta sen käyttö laajenee pikkuhiljaa.

Farmasian tutkimus ja opetus muuttuvassa maailmassa

Farmaseuttinen aikakauskirja Dosis 30 v. 1984-2014.

Suomen taloushistorian kokonaislinjoja etsimässä

Kirjallisuusarvostelu

Miehen tupakoinnin vaikutus alkionlaatuun

On arvioitu, että noin puolet lapsettomuustapauksista liittyvät miehen heikentyneeseen hedelmällisyyteen. Koeputkihedelmöityksessä tuotetut alkiot voidaan siirtää kohtuun tai pakastaa myöhempää käyttöä varten. Tunnistamalla alkionlaatuun vaikuttavia tekijöitä on mahdollista valita kohtuun siirrettäväksi mahdollisimman laadukkaita alkioita, jotka tuottavat hyviä raskaustuloksia ja synnytyksiä. Kirjallisuuskatsauksen tarkoituksena on selvittää miehen tupakoinnin vaikutuksia alkionlaatuun. Kirjallisuuskatsauksen artikkelit valittiin PubMed-tietokannasta. Aineiston valintakriteerinä oli elintapojen vaikutukset hedelmällisyyteen, tupakoinnin vaikutukset siemennesteeseen, siittiöiden perimään, hedelmöityshoitojen tuloksiin ja alkionlaatuun. Tupakoinnin on havaittu heikentävän miehen hedelmällisyyttä eri mekanismein. Tupakointi heikentää siemenesteen laatua ja lisää erektiohäiriöitä. On myös viitteitä siitä, että tupakointi lisää siittiöiden DNA–vaurioita, mutta sen kliininen merkitys on vielä epäselvä. Miehen tupakoinnin hedelmällisyydelle haitallinen vaikutus saattaa lisääntyä iän myötä. Miehen tupakointi mahdollisesti heikentää lapsettomuushoitojen tuloksia, mutta tutkimuksia on vähän ja niiden laatu on puutteellista verrattuna tutkimuksiin naisen tupakoinnin vaikutuksesta. Miehen tupakoinnin vaikutukset hedelmöityshoitoihin välittyvät suoraan siittiövaikutusten kautta ja epäsuorasti naisen altistuessa passiivisesti tupakan haitallisille aineille puolison tupakoidessa. Miehen tupakoinnin ei ole luotettavasti havaittu vaikuttavan alkion laatuun. Aiheesta on tehty tällä hetkellä vain vähän tutkimuksia ja tutkimusasetelmissa on puutteita. Tällä hetkellä suurimmat puutteet tutkimuksissa miehen tupakoinnin vaikutuksista alkionlaatuun liittyvät keskeisen muuttujan, tupakoinnin vakioitiin tutkittavissa.

Novel Interaction Techniques for Mobile Augmented Reality applications. A Systematic Literature Review

This study reviews the research on interaction techniques and methods that could be applied in mobile augmented reality scenarios. The review is focused on themost recent advances and considers especially the use of head-mounted displays. Inthe review process, we have followed a systematic approach, which makes the reviewtransparent, repeatable, and less prone to human errors than if it was conducted in amore traditional manner. The main research subjects covered in the review are headorientation and gaze-tracking, gestures and body part-tracking, and multimodality– as far as the subjects are related to human-computer interaction. Besides these,also a number of other areas of interest will be discussed.

Elementtikoon vaikutus väsymismenetelmien tarkkuuteen

Kandidaatintyössä tutkittiin kolmen hitsatun palstalevyliitoksen väsymiskestävyyttä äärellisten elementtien menetelmällä. Tutkimuksen pääpaino oli 2D-mallin antamien tulosten suppenevuudessa kolmella eri elementtikoolla ja kolmessa eri mittasuhdetapauksessa. Tutkimustuloksissa havaittiin noin 5 % muutos harvimman ja tiheimmän elementtiverkon tulosten välillä. Tutkimuksessa havaittiin myös että muutos harvimman ja tiheimmän elementtiverkon tuloksissa pieneni hiukan mitä suurempia kappaleet ja niiden hitsausliitokset olivat.

Verkostoanalyysi yritysten verkostoitumista tukevien EAKR-hankkeiden arvioinnin menetelmänä

Lehden supplementin Arvioinnin teemanumero 2013 ovat toimittaneet: Liisa Horelli, Marketta Rajavaara ja Riitta Seppänen-Järvelä.

Osakkeenomistajan vaikutusvallan väärinkäyttö

Tutkielmani aiheena on osakeyhtiölain 23. luvussa säädetty vaikutusvallan väärinkäyttöön perustuvat oikeussuojakeinot. Näitä säädöksiä on suomalaisessa oikeuskäytännössä sovellettu varsin vähän, joten tutkimuksen tarkoituksena on selvittää, minkälaisten tilanteiden ratkaisemiseen säädökset soveltuvat, kuinka tehokkaasti säädökset vaikuttavat konfliktien ratkaisussa ja ennaltaehkäisyssä sekä mikä on niiden vaikutus osakeyhtiöjärjestelmän tehokkuuteen. Tutkielmani alkaa asian kannalta relevanttien osakeyhtiöteorioiden ja muiden osakeyhtiöön ja osakkeenomistajaan liittyvien seikkojen läpikäynnillä. Tämän jälkeen varsinaisissa käsittelyluvuissa avaan ensin vaikutusvallan väärinkäyttöä osakeyhtiölain 23. luvun säännösten muodostamassa ympäristössä. Toiseksi käsittelen vaikutusvallan väärinkäytön arvioinnin perusteena varsin merkittävää osakeyhtiölain yhdenvertaisuusperiaatetta ja sitä, miten se on otettava huomioon vaikutusvallan väärinkäyttöä ja osakeyhtiölain 23. luvun tarjoamia oikeussuojakeinoja tutkittaessa. Kolmanneksi käsittelen osakeyhtiön osakkeenomistajien välisiä konflikteja käytännön tilanteissa sekä hypoteettisesti että todellisten tapausten pohjalta. Olen pyrkinyt käyttämään lähdemateriaalina laaja-alaisesti asiaan liittyviä teorioita ja ilmiöitä käsitteleviä kirjoja ja artikkeleita. Lähdeaineisto on pääosin kotimaista, mutta olen käyttänyt jonkin verran myös ulkomaista materiaalia. Erityisen tärkeinä lähteinä voidaan mainita Veikko Vahteran, Ville Pönkän sekä Jukka Mähösen ja Seppo Villan tuotokset. Lisäksi ulkomaisen kirjallisuuden osalta on mainittava kokoomateos ”Anatomy of Corporate Law”. Oikeuskäytännön rooli lähdemateriaalina on jäänyt edellä mainitusta syystä varsin vähäiseksi. Tutkielmani lopputulos voidaan kiteyttää siihen, että osakeyhtiölain 23. luvun säännökset täydentävät varsin tehokkaasti osakeyhtiölain ensisijaisia oikeussuojajärjestelmiä, josta kertoo myös säännösten varsin vähäinen soveltaminen tuomioistuimissa, mutta väärinkäytön ehkäisemisen tehostaminen olisi mahdollista säännösten kehittämisen kautta.